基于生态-经济比较优势视角的建设用地空间优化配置研究——以扬州市为例

随着生态空间日益萎缩,生态环境不断恶化,经济发展与生态保护矛盾日趋加剧。为了协调经济发展空间与生态保护空间的矛盾问题,促进生态、经济协调持续发展,综合运用景观生态学方法与经济学原理,从"生态-经济"比较优势视角对建设用地指标进行空间优化配置。运用景观安全格局方法构建区域综合生态安全格局,据此计算空间单元的生态重要性指数,采用最小累积阻力模型对区域建设用地开发经济适宜性进行评价,计算空间单元的建设用地开发经济适宜性指数;其次运用生态重要性指数与经济适宜性指数计算建设用地开发比较优势度,以比较优势约束性满足程度为目标函数构建建设用地空间优化配置模型,并用蒙特卡洛(Monte Carol)法对之求解。以江苏省扬州市为例作了实证研究。结果显示,未来扬州市建设用地向南部经济发达地区集中,北部地区主要承担生态保护功能;建设用地配置结果呈现出经济发展与生态保护的错位格局,有助于扬州市生态保护与经济发展。从"生态-经济"比较优势视角提出了建设用地空间优化配置方法,为土地利用规划及生态保护规划编制提供了科学依据。     

最小累积阻力模型在城市土地生态适宜性评价中的应用——以厦门为例

将城市土地景观动态模拟为生态保护用地和城镇用地扩张两个过程,建立了以两个过程最小累积阻力差值为基础的城市土地生态适宜性评价方法,可用公式MCR差值=MCR生态保护用地扩张-MCR城市用地扩张表示。当被评价单元的MCR差值0时,应被划分为适宜生态的用地;当MCR差值0,应被划分为适宜建设的用地;而当MCR差值=0时,为适宜建设用地和适宜生态用地之间的分界线。以厦门为例,选取已有的城镇用地和生态保护用地作为扩张源,分别从地形、景观类型、水文地质、生态价值、生态敏感性、生态功能6个方面建立了阻力因子评价体系,并运用最小累积阻力差值法将厦门市划分为禁止开发、限制开发、重点开发、优化开发4个适宜性分区,各区的面积分别为525.3、455.0、340.8、243.9km2,生态适宜用地面积总和为980.3km2,建设适宜用地面积总和为584.7km2。     

基于OWA的低丘缓坡建设开发适宜性评价——以云南大理白族自治州为例

山区城市在城镇化、粮食安全、生态保护的多重要求下,有必要探索将基本农田以外的低丘缓坡山地开发为建设用地的可行性和限制性。研究选取涵盖景观风险和灾害风险的共12个空间化指标,基于有序加权平均(ordered weighted averaging,OWA)方法,以大理白族自治州为例进行低丘缓坡区域建设开发适宜性评价。通过设置不同位序权重表征评价者偏好,结果表明:在指标风险程度的可信度较高的情况下,农用地、城镇、断裂带、河流等高风险指标权重被加大,空间特征明显;在指标风险程度的可信度较低的情况下,评价结果的空间均质性增强。通过模拟城镇建设导向、维持现有政策、风险控制导向3种适宜性分区情景,得出在城镇建设导向下应优先开发中小城镇,在风险控制导向下应优先保证大城市合理扩展。评价结果可以描述在城市的不同发展阶段如何构建政策权衡后的城镇化空间格局,满足了不同决策思路下的建设用地开发布局需求。     

基于不确定性的城市扩展用地生态适宜性评价

针对土地适宜性评价中采用定性和单因素方法而产生的主观、片面和精度低等缺点,分析了土地适宜性评价中的不确定性因素,并提出基于不确定性和灰色系统关联度的土地生态适宜性评价模型。结合长沙市生态规划,在野外生态调查的基础上,依据稳定性、独立性、主导性和综合性原则选取坡度、地基承载力、土壤生产力、植被、土壤渗透性、地表水、居民点用地程度、景观价值等土地生态适宜性评价因子。在地理信息系统（GIS）和遥感（Rs）的支持下,定量地获取各评价因子信息;采用AHP法确定各评价因子的权重;并运用改进的土地生态适宜性评价模型对长沙市城市扩展用地进行定性定量的评价,最终得到长沙市最适宜用地、适宜用地、基本适宜用地、不适宜用地、不可用地分别占总用地的14．77％、16．64％、24．07％、30．91％、13．61％,说明长沙市适宜开发的土地较多（最适宜、适宜和基本适宜用地占55．48％）。根据评价结果提出的相应对策,对城市用地的可持续性发展具有指导意义。     

GI引导下的采煤塌陷地生态恢复优先级评价

生态恢复优先级评价是恢复生态学研究的热点之一,而退化生态系统被恢复为何种类型是确定生态恢复优先级的前提和重点。以徐州市为研究区,将城市绿色基础设施(GI)作为塌陷地生态恢复的目标,在GIS技术支撑下,从塌陷斑块恢复为GI的适宜性及其对维持GI景观连接度的重要性两个方面,综合评价了采煤塌陷地生态恢复优先级。研究结果表明,徐州市超过半数的采煤塌陷斑块具有较高的GI生态适宜性,相对集中在5个片区;各塌陷斑块维持景观连接度的重要性分布不均匀,贾汪片区中部及北部塌陷斑块对维持景观连接度的作用非常显著;二者叠加后各塌陷斑块的综合适宜度具有明显差异,将其划分为5个生态恢复优先等级,较高优先等级分布于贾汪片区中部、董庄片区北部、庞庄西片区中部,建议将其纳入城市绿色基础设施予以优先恢复并立法保护。     

基于最小累积阻力模型的珠海市生态适宜性评价

城市景观具有空间异质性特点,城市建设用地或生态需求用地向周围扩张的过程中受到的阻力值不同,土地单元刺激和推进生态需求用地的扩张强度不同.为比较同一土地单元推进和阻碍作用的大小,可以在相同标准下,通过最小累积阻力值来比较两者大小,找出2种景观过程的平衡点,根据生态学最小限制因子原理,并以2个扩张过程的最小累积阻力差值作为评价城市土地生态适宜性的方法.本文选取珠海市为研究对象,以遥感影像、野外调查和统计资料为数据源,采用相对评价法对珠海城市的生态适宜性进行评价,在ArcGIS支持下,选取景观类型、生态价值、土壤侵蚀敏感性、地质灾害敏感性以及生态功能5类指标,采用最小累积阻力模型对珠海市进行生态适宜性评价.结果表明： 珠海市土地生态适宜程度的5个区域分别为禁止建设区、限制建设区、适宜建设区、重点建设区以及基本农田,分别占总面积的10.1%、32.9%、36.3%、2.3%和18.4%;中心城区土地生态适宜程度的4个等级分别为禁止建设区、限制建设区、适宜建设区和重点建设区,分别占中心城区面积的11.6%、25.6%、52.4%和10.4%.研究提出了珠海城市可持续发展框架,一方面要严格控制中心城区规模,另一方面要大力发展金湾、斗门次级中心城,完善公共基础设施以缓解珠海东西部发展极不平衡的现状.     

厦门国家级自然保护区白鹭生态安全评价

白鹭的生态安全是指白鹭所处的生态系统能够维持白鹭种群持续生存的需求和条件,其中关键是白鹭生境的安全。白鹭生境安全从根本上取决于生境的适宜性和人为对生境的干扰程度,又可以理解为生境受到人类干扰后所能保持的生态适宜性。分别选择白鹭在厦门的2个主要繁殖栖息生境——大屿岛和鸡屿岛和10个代表性觅食生境为研究对象,对白鹭生境的生态适宜性和人为干扰程度进行分别评价。其中,生境适宜性评价采用指标体系法,通过赋值、计算进行评价;人为干扰程度评价主要依靠地理信息系统分析方法,将人为干扰程度用不同土地利用形式代表,利用Mapiafo7．0和ArcView3．2a地理信息分析软件对白鹭生境的人为干扰程度进行计算评价。最后,结合生境适宜性评价和人为干扰程度评价结果,对厦门自然保护区白鹭的生态安全进行综合评价。评价结果显示：鸡屿岛和大屿岛作为白鹭在厦门的繁殖栖息地的生态安全程度均处于安全等级,鸡屿岛的生态安全程度高于大屿岛。厦门白鹭的觅食生境总体来看处于较安全等级,但没有一处觅食地是属于安全等级。     

武夷山国家级自然保护区景观生态格局分析与评价

在GIS 软件支持下提取景观斑块的数量、面积、周长等信息, 运用相关的景观格局指数, 对武夷山国家级自然保护区的景观生态格局进行分析; 并利用层次分析法, 选取多样性、代表性、稀有性、自然性、面积适宜性、人类威胁、生态脆弱性等7 项指标对该自然保护区进行景观生态评价。结果表明: 针阔混交林、常绿阔叶林和竹林是研究区的主导景观类型且破碎化程度低, 植被的保护较完整; 居民点、农田和人工植被景观的斑块数多, 面积小, 破碎化程度高, 对景观类型的形成有较大的影响; 景观多样性指数为1.48475, 景观总体的异质性较低, 景观生态结构呈现出不合理性和简单化。武夷山国家级自然保护区景观生态质量的综合评价指数为0.9195, 说明该自然保护区的景观生态质量好, 保护价值高。     

基于生态适宜与风险控制的城市新区增长边界划定——以济宁市太白湖新区为例

城市增长边界通过充分考虑地区生态约束条件,可以有效控制城市无序蔓延,是统筹区域生态保护与城市开发建设的重要规划理念.如何通过生态本底条件确定城市建设开发的优先位置、规避建设开发生态风险一直是城市增长边界划定的核心内容.本研究以济宁市太白湖新区为例,引入有序加权平均算法完成生态适宜性评价结果的情景识别,并借助地表温度反演、雨洪淹没模型等算法进行生态风险空间识别.适宜性评价结果表明: 适宜建设区占太白湖新区全境面积的25.3%,不宜建设区占20.4%,其余区域为限制建设区.规避风险控制区域后,弹性城市增长边界在近期共占地2975 hm²,在远期占地6754 hm²,而最终刚性城市增长边界共占地9405 hm².作为一种新的方法,生态适宜性情景算法和风险情景模拟的应用可以为城市增长边界识别提供更有效的定量支撑.     

厦门市重点保护植物空间优先保护格局研究

生物多样性保护对维持城市生态系统功能具有重要意义。以39种厦门市重点保护植物为对象,通过物种分布模型MaxENT获得物种潜在分布栅格图,利用空间保护优先化定量工具Zonation软件识别理论上既适宜重点保护植物生存又能够保证景观连通性的区域,获得本地重点保护植物景观保护等级。根据2020年全球生物多样性目标,将景观保护等级最高的17%区域视为多物种空间优先保护区,结合Zonation模型生成的随景观丧失物种加权灭绝风险曲线,将保护等级最高的8%区域划为一级保护区,保护等级在8%-17%范围内的区域划为二级保护区。利用MaxENT模型中的jackknife刀切法发现海拔是对本地重点保护植物分布影响最大的环境因子,优先保护区集中分布于海拔较低的海岸带区域。将优先保护区与自然保护地建设现状、厦门市生态功能区规划、土地利用规划、城市总体规划对比发现厦门市岛外西部、北部的优先保护区得到了较好保护;岛外的西南部及东南部、岛内的东部及南部海岸带的优先保护区被建设用地大规模占用,已纳入自然保护地范围的区域较少,存在大量的海岸带优先保护区保护空缺;岛外东南部的部分优先保护区虽未被占用,但规划中属发展备用地,缺乏生态保护。为避免优先保护区面积的进一步萎缩,应重点关注海岸带区域优先保护区的生态保护,将目前属于发展备用地的优先保护区转划为生态留白空间,针对一级、二级优先保护区分别实施刚性和弹性的生态保育措施,在保护生物多样性的同时,严控对海岸带区域优先保护区的进一步开发利用,协调优先保护区内保护与开发利用间的关系。     

城市地域生态调控的空间途径——以深圳市为例

城市地域的可持续发展必须以生态环境的可持续发展为前提和保障。景观生态学主要研究地表各种景观空间格局与生态过程及其相互作用,其原理和规律为在实践中通过优化景观格局,提高生态系统稳定性提供了理论框架。以深圳市为例,尝试综合运用生态敏感性与适宜性分析和景观格局整体优化的方法,通过对生态系统的格局分析与问题诊断,构建合理、稳定的生态系统结构,保障生态系统服务功能的正常发挥。案例研究将深圳市域的整体生态结构分为自然生态空间、城镇发展空间和生态廊道3部分。城镇发展空间具有文化支持的生态功能,自然生态空间具有环境服务和生物生产的生态功能;生态廊道主要起到加强生态联系,提高生态系统稳定性,并防止城市发展空间无序蔓延的功能。城镇景观斑块镶嵌于自然生态景观基质中,并通过多种类型的生态廊道相连,形成区域生态系统的良性循环。案例研究表明,景观生态规划方法的综合应用,可以将景观生态学原理和规律比较合理的运用于实践。     

基于景观安全格局理论的宜兴市生态用地分类保护

生态用地是区域生态服务功能的主要供给者,对控制区域生态环境起到关键作用,开展生态用地分类与保护,对实现经济与生态协调发展、保障区域生态安全具有重要意义。以江苏省宜兴市为例,基于前人对于生态用地分类与土地利用现状分类衔接研究成果,提取土地利用现状中的生态用地,借助景观安全格局理论方法,通过系统分析水土保持、生物多样性保护、乡土文化遗产保护以及自然景观保护4个与生态用地相关的重要生态过程,运用最小累积阻力模型构建区域综合景观安全格局,并将综合景观安全格局与现状生态用地进行叠加,得到低安全水平、较低安全水平、中等安全水平以及高安全水平4种类型的生态用地,各类型面积分别占研究区生态用地总面积的32.07%、44.38%、22.07%以及1.48%,针对不同等级的不同生态用地类型,提出了划定禁止建设区、防止水体污染、建设高标准基本农田等针对性的保护措施与对策。研究结果为宜兴市的土地利用规划与管理、城市可持续发展等提供决策依据,为其他类似地区生态用地保护规划编制提供参考。     

基于景观安全格局的建设用地管制分区

旨在探索如何构建一种生态与经济发展兼顾的建设用地管制分区工作体系.以扬州市为例,选择防洪、水土保持、生物保护、乡土文化保护和游憩安全5个要素构建区域多层次综合生态安全格局,利用神经网络CA模型模拟无生态约束下的区域城镇建设用地扩展格局,将二者耦合得到优先建设区、有条件建设区、调整建设区、限制建设区和禁止建设区,并为每类管制区编制相应的管制规则.结果表明:①利用景观安全格局与城镇建设用地扩展格局耦合来进行建设用地管制区划分,优先考虑生态环境保护,再进行建设用地的安排,实现了生态与经济的双赢;②通过调整建设区的划定,为地方政府提供了新增建设用地适宜调整的区域,在建设用地管制的基础上,给予地方政府充分的自主权.     

基于韧性原则——以天津梅江地区某社区规划为例的社区步行景观设计策略

随着城市生态环境危机和自然灾害日益严重,提升城市韧性、促进城市生态系统的完善已成为当前学界的共识。社区作为城市的基本组成单元,是实现这一目标的基础;而步行景观系统的友好性应更加强调发挥其应对扰动、减轻灾害影响的能力。基于韧性原则的社区步行景观设计策略从灾害发生的时序及韧性的作用方式2方面,提出社区在生态韧性、防灾韧性、空间韧性3方面的相关策略,从而提升社区韧性,促进城市的可持续发展。     

“多目标”需求下扬州市土地利用布局优化

建模和情景分析是土地利用变化研究的核心内容,面对城市化进程中日益严峻的生态环境以及粮食安全问题,开展不同约束条件下的土地利用模拟研究对于科学规划和政策制定具有重要意义。以国家级生态示范市扬州市为例,构建耦合景观生态安全格局的CLUE-S模型,结合地类间转变速率调整,模拟预测规划目标年(2030年)不同情景下的用地结构和布局。研究发现：(1)研究区低、中、高安全水平下生态用地面积比例分别为20.68%、36.50%和48.81%;(2)现状发展情景下,城镇及工矿用地量增加明显,用地在原有基础上沿外围呈紧凑连续型扩散,耕地、园林地锐减且分布呈现更加破碎化的状态;(3)耕地保护情景下耕地和园林地分布趋于连片和集中,城镇及工矿用地和交通运输用地对于耕地和生态用地的侵占速率降低;(4)生态涵养情景下园林地面积略有增加,城镇及工矿用地在原有基础上扩张速度减缓,粮食安全和生态安全基本实现。     

黔中喀斯特山地城市景观稳定性评价与特征分析

城市景观稳定性是对城市生态环境进行分析和评价的基础,对城市景观生态安全格局和景观可持续性具有十分重要的意义。以典型喀斯特山地城市贵阳市为研究对象,以2008年、2013年和2017年景观类型为主要数据。运用蔓延度指数、斑块密度和总边缘对比度构建景观稳定性评价模型,在分析2008-2017年景观格局变化状况的基础上评价景观稳定性时空特征。并运用探索性空间数据分析方法揭示贵阳市景观稳定性时空演变规律和冷热点特征。结果表明:(1)2008-2017年贵阳市景观格局发生剧烈变化,耕地面积大幅减少,林地和建设用地面积持续增加,景观破碎化程度加剧,但破碎化趋势有所减缓。(2)10年间,贵阳市景观稳定性水平整体较低,以不稳定和较不稳定为主,表现出"先降低、后提高,总体略有降低"的趋势。(3)贵阳市景观稳定性的空间分布与演变具有明显空间聚集效应,全局Moran''s I指数介于0.2008-0.4005之间,但聚集趋势呈"总体减弱,小幅提高"的特征;此外,景观稳定性热点区主要集中在城镇建设用地或林地斑块相对集中连片、完整的区域。研究结果可为喀斯特山地城市景观空间格局优化、生态安全网络格局构建和生态文明城市建设提供重要的科学依据。     

Ecological suitability evaluation for mountainous area development based on conceptual model of landscape structure,function, and dynamics

Minimizing the ecological impact of land development is a fundamental principle of sustainable development. Ecological suitability assessment is the key to realizing sustainability and is also significant for optimizing spatial patterns of territorial development. Especially in mountainous areas where the ecosystem is both vulnerable and important, quantitative evaluation of ecological suitability for land development is particularly important and urgent given current development strategy of urban construction in mountainous areas in China. Taking Dali Bai Autonomous Prefecture, a representative urban construction zone in a mountainous area in Yunnan Province, China, as a study area, and based on the fundamental theory of structural and functional dynamics from landscape ecology, this study has explored the integrated ecological resistance (IER) conceptual model and constructed an index system with aspects of ecological elements, ecological importance, and ecological resilience. The results showed that: (1) the ecological suitability level was higher in the north than in the south and higher in the east than in the west, as well as higher in the Bazi region than in mountainous areas. Dali City, Binchuan County, and Xiangyun County had large ecological suitable zones for development and construction. Foci of ecological resistance having strong ecological constraints were mainly concentrated in Heqing County and in various other places; (2) by combining the integrated ecological resistance and arable land distributions, the study area was zoned into five regions: prior development zone, moderate development zone, potential development zone, restricted development zone, and forbidden development zone. Moderate, potential, and restricted development zones occupied most of the area, accounting for 28.89%, 24.69%, and 21.40%, respectively, whereas prior development zones accounted for only 8.91%; (3) based on the areal proportions of ecological suitability zoning, the 12 counties of Dali Prefecture can be grouped into three categories: prior areas for conservation, comprehensive development areas, and prior areas for development. Xiangyun County and Binchuan County should be regarded as key areas of Dali Prefecture for urban construction in mountainous areas. This research has explored an ecological suitability evaluation system from the perspective of landscape ecology and made fully understanding of ecological suitability factors in the study area, which provided a good reference to ecological suitability evaluation for mountainous area development in the worldwide.